顶管施工专项方案.docx

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顶管施工专项方案

顶管施工专项方案

一工程概况

八里湖新区启德路道路工程位于八里湖新区东片区，大体呈东西走向，西起兴城大道，与弘德路十字交叉，东至周访路，本项目为九江市八里湖新区启德路污水沿周访路新建D1000污水管顶过前进西路配套污水管道路工程。

二编制依据

本施工组织设计是根据上海市政工程设计研究院《宁波北区污水处理厂世纪大道污水干管工程Ⅰ标段》施工图图集，中国化学工程南京岩土工程公司《宁波北区污水处理厂世纪大道污水干管工程岩土工厂勘察报告》，冶金工业部宁波勘察研究院《宁波北区污水处理厂世纪大道污水干管工程1：

500地形图和地下管线测量技术报告》及招标文件进行编制

2、编制参考规范标准及依据

Ø《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）

Ø《市政防洪工程设计规范》（CJJ50-92）

Ø《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

Ø《地下防水工程质量验收规范》（GBJ50208-2003）

Ø《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJT46-88）

Ø《市政排水管渠工程质量检查评定标准》（GJJ3-90）

Ø《宁波市市政排水工程通用图》（1992）

Ø我局‹‹宁波北区污水处理厂世纪大道污水干管工程Ⅰ标段››投标技术文件

Ø我局ISO9002质量体系文件

顶管施工专项技术方案

1.工程概况

该工程顶管单段顶距长度大部分在200米——400米之间，其中R1—W1段长250米，埋深4.6米；R2—W1段长252.5米，埋深5.3米；R2—W2段长163米，埋深5.8米；W2—R3段长225.5米，埋深6.0米；R3—W2A段长92米，埋深5.5米；W2A—W2B段长280米，埋深5.1米；W2B—RC1段长381米，埋深5.2米；RC1—WC1段长292米，埋深5.4米；WC1—RC2段长400米，埋深5.6米；RC2—W3段长289米，埋深6米；W3—R4段长246米，埋深8米，其中R3—W2A段为DN1200钢筋砼F型其它为DN1350钢筋砼F型共分8个顶段。

W2A—R4段均为长距离及超长距离顶管。

采用封闭式泥水平衡顶进方法。

二．地质情况

具体顶进设计距离和管线所处的地质层如下表：

顶段

顶距

管径

地质情况

地貌情况

W1-R1

250

1200

淤泥质粉质粘土层之间

穿越房屋

W1-R2

252.5

1200

淤泥质粉质粘土层之间

房屋拆迁后顶进

W2-R3

230

1200

淤泥质粉质粘土层之间

房屋拆迁后顶进

W2-R2

163

1200

淤泥质粉质粘土层之间

房屋拆迁后顶进

W2A-R3

92

1200

粘土和淤泥质粉质粘土层之间

沿329国道辅道边

W2A-W2B

280

1350

粘土和淤泥质粉质粘土层之间

沿329国道辅道边

W2B-RC1

372.5

1350

粘土和淤泥质粉质粘土层之间

沿329国道辅道边

Wc1-Rc1

300

1350

粘土和淤泥质粉质粘土层之间

沿329国道辅道边

Wc1-Rc2

400

1350

粘土和淤泥质粉质粘土层之间

沿329国道辅道边

W3-Rc2

287

1350

粘土和淤泥质粉质粘土层之间

沿329国道辅道边

W3-R4

254

1350

淤泥质粉质粘土和粉砂层之间

沿329国道辅道边

W4-R4

224

1350

淤泥质粉质粘土和粉砂层之间

横穿329国道、过厂房

W4-R5

256

1350

淤泥质粉质粘土和粉砂层之间

穿越厂房、农田

W5-R5

230

1350

淤泥质粉质泥土和粉砂层之间

穿越厂房、农田

一．顶管机的选型

本工程的机械配置如下

污水管直径

DN1200

DN1350

DN1800

污水管长度

981米

2602米

282米

顶管机械

泥水平衡

泥水平衡

泥水平衡

顶管机械配置

1台

2台

1台

1．本工程采用的泥水平衡机头，头部有1个切土刀盘，后面有偏心旋转的破碎槽，可破碎100mm以下的块石，后部为隔离仓板。

机头出土采用刀盘切削原状土，切削后经过与稀泥浆（送水泵提供）搅拌成浓泥浆，再由排泥泵送出管外。

经沉淀后稀泥浆循环使用。

此机头形式在江南地区多次施工中应用证明，既能保证地面沉降很小，又能保证施工时无塌方流沙等隐患，具有很高的生产效率。

2．本工程采用的土压平衡机头为多刀盘平衡机，头部有4个小刀盘，通过刀盘的切削，由机内螺杆输出机出泥，再经过水力冲刷，由水泵通过水流把泥土带出井外，机头中心设有排障孔，可对外面障碍物予以人工清理，此机头尽管不是100%切削泥土，但在淤泥质土体上经多次施工应用，证明特别高效。

二．顶管设备安装

1）、井内轨道安装按照规范要求，保证高程和和基准线精度。

轨道下排架固定时，除需与井底相连外，横梁和竖梁加长后撑于井壁。

2）、水泵和排泥泵机座须与预埋件相连。

3）、贮浆箱放置时，连接头水泵的贮藏箱应低于连接排泥泵的贮藏箱，保证稀泥浆能及时循环。

4）、后背墙就位后根据顶进轴线找正，并保证竖直精度。

然后才能在后背墙和井壁之间打素砼（加早强剂）。

24小时后，后背达到承载能力时方可正式顶管。

5）、油缸支架安装时，支腿或底板须与井内预埋件相连，并按顶进轴线找正。

油缸就位后，应空载伸出，检查平行度，保证顶力合力与顶进轴线平行。

6）、激光经纬仪测量架固定，不能与设备相连，必须与井单独相连，以保证其它设备因顶力反作用而移位时，不影响到测量精度。

7）、在井底较低处，用竹框及纱网做集水坑，保证泥浆泵正常工作。

8）、在预留洞打22mm膨胀螺栓18个，环向均布，套上止水橡胶圈，压上钢压板，用螺母轻轻压紧（顶管机通过后再压紧）。

三、出洞措施：

为使顶管进出洞口不发生水土流失，导致工程受损，在进出洞口安装可靠的止水装置是十分必要，本工程采用的洞口防水装置为双道道橡胶法兰便会被四周均匀压缩，达到止水效果。

四、中断间的设置：

为保证井受力不超过规定，主顶油缸合力达到260T时设置一中继间。

中断油缸为12个，环向均布，缸径100mm，行程300mm，工作压力30MPa，额定推力合力200T。

中断间为两钢制中继环套接而成。

中继油缸动力由井外主液压站供应，高压较管连接，电磁阀井外控制。

本工程按顶力与顶距的变化，确定中断间的设置位置及数量。

五．触变泥浆减阻：

顶力的控制关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是主浆。

我们设想在管外地人壁与土层形成一条完整的环状的泥浆润滑套，改变原来的干磨擦状态，就可以大大减轻顶进阻力，要达到这一目的：

1）、选择优质的触泥浆材料，膨润土取样测试，其主要指标不造浆率、失水率和动态塑性拢指数比。

这些指标必须满足设计要求。

2）、在管子上预埋压浆孔，压浆孔的位置要有利于浆液形成环状。

3）、浆液的配置、搅拌、膨胀时间，都必须按照规范要求执行。

4）、压浆方法要以与顶进同步注浆为主，补浆为付，在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况，还可以通过中断间和主顶装置的油压值推算出各段的注浆减阻效果，从而及时加以改进。

5）、注浆设备和管路要可靠，具有足够的压力良好的密封性能。

6）、注浆工艺必须由专职人员进行操作，质检员定期检查。

4、1压注触变泥浆又分三类，分别控制：

1）、同步压产浆，以形成原始浆套，填充固有间隙和纠编间隙。

2）、沿线（及洞口）压浆，以补充管道不成直线形成的沿线浆套缺损。

3）、定点压浆，根据沉降测量反馈数据，对沉降过大处补偿性压浆，以支撑地表。

在顶管施工地，要做好压浆量、点的记录，以确保压浆到位，以降低管外壁擦阻力，提高顶管质量，地面沿线有专人监视，防止奈压浆打窗地层造成浆套损坏。

触变泥浆的配比选材中，对膨润土应选择膨胀倍率较大、杂质小、颗粒大150目以上的优质膨润土较好。

石膏具有使泥浆保持其减磨擦效果持久的功能，同时有提高浆液的胶凝强度。

从机头后第3节砼管均设置注浆孔，以后每隔三节管设置一圈压浆孔，每个压浆孔上安装一只1寸的球阀，由橡胶管和压浆总管连接，压浆总管是一根1.5寸白铁管，连接压浆泵，压浆泵选取用螺杆泵。

以上压浆系统上设有流量、压力调节阀，触变泥浆要求粘滞度高、失水量小、稳定性好，还要求静切力低，以满足长距离输送需要，理论要求：

比重为1.06-1.10，t黏度为20-30S

静切力80-130mg/cm2，含砂率<4%

胶体率>90-95%，失水率<14ml/30min

本段顶管采用的压、补浆液配比（重量比）

膨润土

纯碱

CMC

漏斗粘

度（秒）

粘度（CP）

失水量（ML）

比重

终切力达因

/mm2

20%

10%

适量由试验确定

塞流30”

20-45

12-15

1：

1

160左右

配置时膨润土、CMC须水浸12小时以上。

注浆压加工厂基本保持在管顶上覆土压力的2.5倍，即P=2RH顶进时还需根据地面变形，地下水位等因素适当调整压力和注浆量，每天的注浆量应做记录，作为分析地层损失的依据之一。

五、泥浆箱增设

R1至R4段工厂、店面林立，工作井周围施工使用场地狭小。

按照有关各方协调下来的使用场地无法开挖增设顶管工作时的泥浆池。

因此，我们建议使用临时钢制泥浆箱，泥浆箱尺寸如下：

V=4*m*s*h

m:

管节每米出泥量取2.11m3

s:

管道顶进速度,取2m/h

h:

一个泥浆箱的周转时间,考虑到弃泥运距和329国道交通的堵塞现象,最少周转时间取3小时.

则:

V=4×2.11×2×3=50.64m3

考虑到泥浆箱汽车运输等问题,每个顶管机设置3个W×H×L=2m×2.2m×6的泥浆箱与之配套.

泥浆外运过程中要注意现场及车辆的整洁,防止泥浆外溢.

六、砼管选用和对接

用于本工程的砼管为合格的预制厂生产，管口接头为F型钢套环。

顶进前应对砼管成品，钢套环，橡胶环，橡胶密封圈和软木衬材料从尺寸、规格、性能、数量等均作详细检查，必须符合标准设计图的要求并对砼管道按设计需要予以防腐。

顶进的要求：

顶进前还必须在现场做预安装，对不合格的砼成品予以剔除。

砼管接砂的槽口尺寸必须正确，光洁平整，无气泡。

橡胶圈的外观和任何断面都必须致密均匀，无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷，橡胶圈应保持清洁、无油污，不得在阳光高温下直晒。

钢环套必须按要求时行防腐处理，刀口无癖点，焊接处理整，肢部与钢板平面垂直，堆放时整齐、搁平。

衬垫板厚按设计顶力大小确定，粘贴时，凹凸口对外，环间间隙符合要求。

管节采用门吊吊入工作井导轨上就位安装。

插入安装前滑动部位可均匀涂薄层硅油等润滑材料，对橡胶无侵蚀性减少磨阻。

承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位，不反转，不露出管外，否则应拔出重插。

七、纠编测量及控制：

工程常采用经纬仪进行简单有效的地面控制测量，使地面控制测量中的误差趋进1cm，水准点控制网则利用现有道路已设水准点布设水准网，直接引入工作井内。

本工程的地下导向采用JDB激光经纬仪，由一束红色的激光直指机头尾部的光靶，在顶进的过程中，操作者随时可以得到偏差值，保证顶管方向控制的精确度要求。

在布置工作井后方的测量仪基座时，必须避免由于顶进内沉井受力使得仪器基座产生移动或变形，如果仪座发生微小位移，应及时对轴线和标高进行调整。

在机头内，安装有倾斜仪传感器，操作者可随时掌握机头的水平状态并指导纠编。

如果管径较大，设有重球和坡度板测得机头倾角。

一般的，轴线方向可通过激光经纬仪控制，标高的控制则应通过水准测量仪测量。

顶进纠编必须勤测量，多微调，纠偏角度应保持10—20，不得大于1°。

顶管开始出洞的方向尤其重要。

基坑的道轨尽可能延长到井壁洞口